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出版者:

作者:Benbow, Ann/ Mably, Colin

出品人:

頁數:48

译者:

出版時間:2009-6

價格:$ 27.04

裝幀:

isbn號碼:9780766031487

叢書系列:

圖書標籤:

• 動物科學
• 科學項目
• 實驗
• STEM
• 青少年
• 教育
• 動手實踐
• 生物學
• 自然科學
• 科普

探索宏大宇宙：星際旅行與宇宙演化 一本關於我們所處宇宙的終極探索之書 本書帶領讀者踏上一場跨越時間與空間的恢弘旅程，深入探究宇宙的起源、結構、演化以及我們所知的物理定律在極端環境下的錶現。我們不再局限於地球上的生物實驗，而是將目光投嚮瞭浩瀚的星係、黑洞、暗物質和暗能量所構成的宏大圖景。 第一部分：宇宙的黎明與基礎物理 第一章：大爆炸的餘暉——宇宙的創生 本章追溯宇宙誕生之初的瞬間——大爆炸理論的最新證據和挑戰。我們將詳盡解析宇宙微波背景輻射（CMB）的性質，理解其作為宇宙“嬰兒照片”的重要性。深入探討暴脹理論如何解決瞭視界問題和平坦性問題，並分析當前觀測數據對不同暴脹模型的篩選。我們將剖析早期宇宙的物質構成，從誇剋-膠子等離子體到原子的形成，每一步驟的物理機製都將得到嚴謹的闡述。 第二章：時空織錦的結構與彎麯 廣義相對論是理解宇宙宏觀結構的基石。本章將係統介紹愛因斯坦場方程的物理意義，並通過具體的幾何模型（如史瓦西解和剋爾解）來描繪引力如何扭麯時空。重點討論引力透鏡效應的觀測原理，以及它如何被用來探測星係團的質量分布和暗物質的跡象。我們還將深入探討引力波天文學的興起，從LIGO的探測原理到引力波事件（如雙中子星並閤GW170817）揭示的宇宙學信息。 第三章：物質的極限——奇異天體物理學 本書隨後轉嚮宇宙中物質所能達到的最極端狀態。黑洞不僅僅是理論上的構造，更是宇宙中強引力場的真實體現。我們將詳盡分析黑洞的事件視界、奇點和霍金輻射。對於超大質量黑洞，我們將討論其在活動星係核（AGN）噴流形成中的核心作用。此外，中子星的物理性質——如誇剋星的猜想、磁星的極端磁場——也將被細緻地剖析，這些都是核物理在宇宙尺度上的終極考驗。 第二部分：星係、結構與演化 第四章：星係的形成與生命周期 宇宙並非均勻分布，而是形成瞭層次化的結構。本章聚焦於星係——宇宙中的主要結構單元。我們將探討冷暗物質（CDM）暈如何作為引力勢阱，驅動著恒星和氣體聚集形成螺鏇星係、橢圓星係和不規則星係。深入研究星係並閤事件對星係形態和恒星形成率的劇烈影響，以及星係群和星係團的動力學過程。 第五章：宇宙網與大尺度結構 將視角拉伸到十億光年尺度，我們會發現宇宙呈現齣巨大的“宇宙網”結構——由星係長城、空洞和縴維狀結構組成。本章將介紹測量和模擬這些大尺度結構的關鍵工具，如斯隆數字巡天（SDSS）的數據，並探討宇宙學擾動理論如何從早期CMB的微小漲落預測齣今天的結構分布。 第六章：恒星的誕生、生命與死亡 恒星是宇宙中的核聚變工廠，它們是重元素（比氦重的元素）的唯一來源。本章詳細描述分子雲坍縮形成原恒星的過程，探討主序星上的能量平衡。更重要的是，我們將詳細研究恒星生命終結時的劇烈事件：白矮星的熱核爆發（Ia型超新星，作為標準燭光），以及大質量恒星坍縮導緻的II型超新星，它們將鐵和更重的元素拋灑迴星際介質，為下一代恒星和行星的形成奠定物質基礎。 第三部分：未解之謎與未來展望 第七章：暗物質的搜尋與性質 當代宇宙學麵臨的最大謎團是暗物質。本章將全麵迴顧支持暗物質存在的觀測證據，包括鏇轉麯綫、引力透鏡和宇宙學背景。隨後，我們將詳細介紹當前實驗對弱相互作用重粒子（WIMPs）、軸子等候選粒子的直接探測和間接探測方法，以及粒子加速器實驗的進展。 第八章：驅動膨脹的暗能量 暗能量，這種神秘的反引力力量，正在驅動宇宙的加速膨脹。本章考察測量暗能量性質的主要探針，包括Ia型超新星的時間延遲、重子聲學振蕩（BAO）以及對未來大巡天項目（如歐幾裏得任務）的期望。我們將對比宇宙學常數（Lambda）、昆托因子（Qunitessence）等不同暗能量模型，並探討其對宇宙終極命運的深遠影響。 第九章：宇宙的終極命運與地外生命探索 基於當前的ΛCDM模型，本章推測宇宙可能走嚮的熱寂（Heat Death）情景。我們將分析不同宇宙學參數對時間尺度上星係消亡、恒星耗盡以及黑洞蒸發過程的影響。最後，本書將探討超越我們太陽係和銀河係的生命探索前沿——係外行星的最新發現，以及尋找生物信號（Biosignatures）和技術信號（Technosignatures）的策略，思考我們是否孤獨存在於這無限的空間之中。 結語：人類在宇宙中的位置 本書以對人類認知極限的謙遜反思作結，強調瞭基礎物理學、天文學和宇宙學是如何共同構建齣我們對現實的理解，並指齣未來幾十年內，大型望遠鏡和空間探測任務將如何重塑我們對“萬物起源”的認識。這是一部獻給所有對宇宙的宏大敘事和深刻奧秘抱有無限好奇心讀者的權威指南。

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